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首页 测试百科 拉曼测试经典问答(二)

拉曼测试经典问答(二)

拉曼

二十六.我们研究小组新近涉及碳纳米管的领域。由于纳米管的Raman信号很弱,就是要重复不断的测试才能在1600cm-1的附近得到峰。请问具体操作条件应该怎么选,如,laser的功率,解析度,扫描数scan number等,我们用的Raman仪器是(Brucker,RFS-100/S)。



1.用514激发光,很好测定。 

2.你用的谱仪灵敏度太差。现在单根碳纳米管的拉曼信号都能测的很好,只不过有的用514效果好一些,而有的用633好一些。


二十七.激光拉曼光谱仪应该可以实现快速的定量分析,但经过前段时间一些咨询,使我对其是否可进行快速分析颇存疑问,尤其是气体分析。请问,一般来说分析一次样品(气体或固体)的时间是多长?


1.分析速度取决于仪器的灵敏度和样品本身。通常分析一个样品,强信号几秒钟即可,若信号较弱,则需几分钟。 

2.做定量分析,仪器本身所需的时间很短,秒级。

3.我用拉曼光谱测过白酒,但是,光谱的重现性很差,而且检测限不是很好。采样软件上有自带的基线扣除功能。对于一个样品,如果我要测定三次。如果,每次都扫描了本底,然后测光谱,那么三条光谱的重现性就比较差,如果说只测定一次本底,然后扫描三次样品,那么样品的重现性就比较好。总体做下来,拉曼的定量效果肯定是不如近红外,但是拉曼光谱到底能否应用于定量,有待进一步验证,我做的是低档的白酒,几乎都是勾对的,所以定量的时候预测的效果还可以,采用原始光谱预测标准差可达到86%。不知换了其他样品的效果如何,有待进一步研究。

4.时快时慢,跟参数设置有关。我做的时候,快则3分钟,慢则30分钟,这都有的。

二十八.激光拉曼仪的外光路调整好之后,在换一个样品再进行测试时要重新调试外光路吗?如果不需要,一般还要做哪些调整呢?


1.如果,不换光源,应该不需要,只需要校正光路和强度就可以了,当让还需要校正峰位。

2.其实,不需要,只有在开机的时候才需要初始化。

3.其实,不需要的,如果,要更换激光来测样品,才需要再次校正。

4.没有重新开机就不需要调光路,但需要重新调焦,设置范围。

二十九.Raman能测出硅氢键吗?若能 具体对应多少波长。


很简单,硅片在HF中泡一下直接洗干测量,约在2100cm-1附近,很强。


三十.拉曼光谱改变能确定物质结构相变吗?


拉曼光谱改变只能说可能会发生相变,但不能绝对说发生相变。测定结构最好的方法还是x-ray.

三十一.我用阳极氧化方法做了一种Zr合金的氧化膜,阳极氧化的溶液含有磷酸盐,硅酸盐等成分。用XRD测表面膜的成分时发现膜中只有溶液金属阳离子的硅酸盐有衍射峰(而这个成分预计只占表面膜物质的很小的一部分),而占表面膜物质绝大部分的ZrO2可能是非晶态物质(XRD显示有很明显的非晶包)。请问用Raman光谱可以确定表面氧化膜中是否含有ZrO2及其他一些硅酸盐、磷酸盐成分呢?


1.非晶很难的,建议作别的测试;

2.测非晶的难度的确较大,但振动光谱(红外+拉曼)方法是测非晶材料较好的方法,有时可以说是唯一可选的方法,如,利用红外、拉曼光谱光谱研究玻璃结构方法面的论文就很多。


三十二.有很多晶体的拉曼光谱,在加压或改变温度后拉曼峰变宽,然后就说该晶体此时是非晶相的,那末我想知道他衡量的尺度和标准是什么?


1.晶体的拉曼信号经常用来表征结晶程度和应力。如果是结晶非常纯净的单晶,那么其晶格震动能量一定很“纯”,也就是光谱峰宽很窄。如果,晶格被破坏,或结晶程度不够好,激发后的震动能就是一个比较宽的范围,表现在光谱峰宽就是展宽。晶格在不被破坏情况下被压缩或拉伸就产生了应力,表现为峰位位移。

2.拉曼峰变宽是晶体的结晶程度不好。 

3.应该和能带变宽有关系吧。

4.晶型混乱度提高了。 


三十三.拉曼图谱中峰位的强弱是什么因数造成的?


1.从分析角度来说应该是所测样品中含有该成分的含量多少所影响的,当然也可能是因为该元素所受周围力场的影响所致;

2.排除含量的问题,分子结构是主要的影响因素;

3.和相应振动引起的极化率有关。 


三十四.我想做气液包裹体的成分,用激光拉曼光谱怎么样,做的效果好不好?


1.应该说还是不错的或者用四极做;

2.一般用拉曼和红外一起做,可以互补;

3.玻璃气泡的可以做;

4.共焦激光可以尝试。


三十五.我现在正在做拉曼光谱试验,用金金属做底物,分析:CNBP(4-Cyanobiphenyl)和Cyclodextrin如何镶嵌在一起,用检测CNBP在金金属底物上的角度和方向,平行还是垂直,来确定是否进入到Cyclodextrin里面,制备金属底物需要购买金属板,用硫酸洗,在用氮气吹平,进行粗糙化,但,我不知道配好的金属胶体溶液和金属底物之间有什么关系,我刚做完金属胶体溶液,进行紫外光谱测定波长为520纳米,就是不知道下一步该怎么做?


自组装下,用双头试剂。


三十六.求助拉曼光谱选择扫描范围和激发波长,我作了个样,用拉曼光谱表征,物质为硅胶负载有机物(对甲苯磺酸盐类),但好像荧光比较明显,干扰大,检测老师叫我提供扫描范围和激发波长。


1.不知道你都做过什么激发波长的,633nm应该没有什么问题吧,要是有785的更好了,波长长了能量低了,就打不出荧光了。可以先采一个全谱,然后在选范围。我见过有人做催化的以630为中心采谱。我没做过催化,很外行了。

2.一般是4000-0cm-1,波长是1064nm,Nd:YAG激光器。

3.如果含有机物,不提倡选用785nm,因为,在这个激发波长下,有机分子共振效应很弱。 

①激光波长514nm,量程:100-9400波数;

②激光波长633nm,量程:100-5700波数,建议选用514nm,在4000以内扫描一下。


三十七.有几种激光光源?


1.氩离子、半导体、氦氖;

2.可见光激光器应用最多的是氩离子激光器,可产生:10种波长的激光,其中最强的是488纳米(蓝光)和514纳米(绿光)激光器,现在最为常用,性能十分稳定的是514纳米激光器;另外,532纳米固体二极管泵浦激光器、632.8纳米(红光)、780纳米等可见光激光器;以及785纳米二极管、830纳米近红外激光器;掺钕的钇铝石榴石(YAG)激光器被用作傅里叶变换拉曼光谱的光源,其激光波长为1064纳米(红外);染料激光器是目前较成熟、应用较为普遍的可调谐激光器,是共振拉曼研究时的理想光源。一般来说,拉曼光谱与激光的波长是无关的,选择不同波长的激光主要取决于研究的对象,如果研究生物蛋白质、细胞等,则需要波长较长的近红外光,避免了荧光对拉曼光谱的干扰,但,对于一些深色、黑色粉末样品,由于,近红外的热效应,而使热背景干扰拉曼光谱,这时,选择可见光区的激光比较合理。对于研究化学发光和荧光光谱,则选择紫外激光器。所以在研究颜料时,选配514纳米和785(或830纳米)纳米两种波长的激光器就够用了,对于红、黄、白色颜料采用785纳米的激光器进行分析,对于蓝、绿色颜料则采用514纳米的激光器进行分析。


3.激光出现以前主要用低压水银灯作为光源,目前,已很少使用。为了激发喇曼光谱,对光源最主要的要求是应当具有相当好的单色性,即,线宽要窄,并能够在试样上给出高辐照度。气体激光器能满足这些要求,自准性能好,并且是平面偏振的。各种气体激光器可以提供许多条功率水平不同的分立波数的激发线。最常用的是氩离子激光,波长为514.5nm和488.0nm的谱线最强,单频输出功率为0.2~1W左右。也可以用氦氖激光(632.8nm,约:50mW)。


4.在光纤测量和光纤传感系统中使用的光源种类很多,按照光的相干性,可分为:非相干光源和相干光源。非相于光源包括白炽光源和发光二极管(LED),相干光源包括:各种激光器。激光器按工作物质的不同,可分为气体激光器、液体激光器、固体激光器和半导体激光器等。半导体光源是光纤系统中最常用的也是最重要的光源。其主要优点是体积小、重量轻、可靠性高、使用寿命长,亮度足够、供电电源简单等。它与光纤的特点相容,因此,在光纤传感器和光纤通信中得到广泛应用。半导体光源又可分为发光二极管(LED)和半导体激光器(LD)。这两种器件结构明显不同,但是,却包含相同的物理机理。增益带宽高于任何其它媒质,主要由于光子发射是因两个能带间的电子运动所致。半导体激光器的典型增益曲线延宽到 1012Hz。


5.紫外的也有的比如,214nm。


三十八.什么是CCD?


1.电荷偶合器件,Charge coupled device; 

2.固体检测器。目前,已被采用的固体检测器主要有:

CCD(Charge-Coupled Detector),电荷耦合检测器。二维检测器,每个CCD检测器包含2500个像素,将22个CCD检测器环形排列于罗兰园上,可同时分析120~800nm波长范围的谱线。

CID(Charge-Injection Detector),电荷注入式检测器,二维阵列,28×28mm的芯片共有512×512(262,144)个检测单元,覆盖167~1050nm波长范围;

SCD(Subsection Charge-Coupled Detector)分段式电荷耦合检测器,面阵检测器,面积:13×19mm,有6000个感光点,有5000条谱线可供选择;

CCD、CID等固体检测器,作为光电元件具有暗电流小、灵敏度高、信噪比较高的特点,具有很高的量子效率,接近理想器件的理论极限值。而且是超小型的、大规模集成的元件,可以制成线阵式和面阵式的检测器,能同时记录成千上万条谱线,并大大缩短了分光系统的焦距,使直读光谱仪的多元素同时测定功能大为提高,而仪器体积又可大为缩小,焦距可缩短到0.4m以下,正在成为PMT器件的换代产品。

3. CCD也有百万象素的。不是所有的ccd都应用于罗兰圆类仪器上。

典型仪器:Varian Vista MPX 

CID也有大面积的,百万象素的,Leeman Prodigy;


三十九.我要用激光拉曼做一种在-20度下就分解的物质,请问把样品保存在低温下测定可以吗?激光是否会使样品分解?


1.最好是把样品放在一个很小的容器里面,然后低温作实验,应该没有问题。

2.可以做的,激光可以穿玻璃,将样品放入透明的玻璃下面就可以了。

我看有的老师做固体样品时,防止激光打出的能量太高,将固体融化,污染镜头,或者,镜头不小心靠近样品,还在显微镜头上面套了一层透明塑料了


四十.我想做一个样品的标准曲线,溶剂是CF2H-CF2-CF2-CF2-CF2H,溶质是含有-O-的全氟化高分子,好像是直链的(UV-Visual无吸收峰)。想用拉曼光谱作定量分析,请问能不能做到?


1.能做,直接峰强定量; 

2.做过照度和标准物校正后的拉曼仪可以直接使用峰强作为定量依据;

3.可以半定量。


四十一.用普通拉曼光谱仪对肿瘤细胞和正常细胞的光谱进行检测,我发现信号完全被玻璃信号所掩盖。但是培养细胞的容器大都是玻璃的,请问各位高手,我该如何设计实验方案?


1.改变光路,从上往下照,而样品上面不要有石英或者玻璃,光直接打在样品溶液上; 

2.使用流动泵,使激光打在液体的线上。没试过,但是我觉得这个方法不好。


四十二.我现在在为拉曼光谱仪进行波长校准,说明书上说就用汞灯就可以,但是,我却根本测量不出来峰,更不用说准确位置的峰了。


1.用以光谱校准的汞灯谱,最好与样品几乎同时测量,比如,刚刚测完样品后,或在测量样品之前。目的是为了减少光栅漂移造成的误差。

2.如果,你能看到样品的谱线,按道理也应该能看到汞灯的谱线,只要汞灯放好在样品位置上,并且汞的谱线足够强。请检查光路是否校准。之前请确信:汞灯是否在你的测量范围有谱线。

3.如果,你不是校准高于1500cm^-1的谱线,那么Fenchone是很好的拉曼标准样品。


四十三.本人才用硝酸刻蚀银片的方法制备活性基底,但是,在制备过程种无法得到理想的效果,是否在制备中有什么地方应该特别注意?


1.刻蚀的时间注意下 还是挺好做得

2.基底的制备,用硝酸腐蚀,首先,你的银片质量要过关,表面的杂志要除掉,所以,银片一定要打磨光滑,然后,就是要注意腐蚀的时间,这个是很重要的。


四十四.实验室攒的激光拉曼,共聚焦的。刚开始使用,做实验的时候有人需要这个数据,但是没有现成的。有什么办法可以测量样品位置激光光斑大小么?


1..有白光系统的,直接在屏幕上估算;

2..有标尺的,通常3个u,100倍;

3.不好测,你实际看到的要大于实际的光斑!


四十五.碳中的两个峰:D-band 和G-band,这两个峰到底是什么意思啊,有的文献上说d-peask是指disordered carbon,G-peak是指graphitic carbon,而,另有一些文献是以sp2原子的键来分,到底这两个是什么意思呢?


D峰是无序化峰(disorder),D与G峰都是有sp2引起的。

1585cm−1左右的拉曼峰是体相晶态石墨的典型拉曼峰,称,G带。此峰是石墨晶体的基本振动模式,其强度与晶体的尺寸有关。1360cm−1处的拉曼峰源自石墨碳晶态边缘的振动,称为D 带。这两处拉曼峰为类石墨碳(如,石墨,碳黑,活性碳等)的典型拉曼峰。


四十六.激光和FT拉曼的区别?


FT Raman可以减少荧光干扰这个说法没错;

你的研究目的是什么?FT Raman和激光显微Raman应用领域是有一定差别的;

一般说来,做有机或高分子研究用FT Raman多些,做材料研究用激光Raman多些;

另外,你还要注意选择合适的激发波长。


四十七.激光激发的拉曼谱线是高斯线型还是洛仑兹线型?是否与激光的线型有关?


1.来自于振荡的偶极矩的辐射,经典的电磁场理论可以证明Raman的峰是一个Lorentzian形状。但是实际上得到的Raman的峰是一个在Raman峰本身的形状,(natural line shape),仪器的传输函数(instrumental transfer function)和无序诱发的振荡的分布(disorder-induced distribution of vibrators)之间的卷积积分(convolution).它经常被认为是高斯或者Voigt函数(一个完美的lorentzian和高斯函数的对称卷积)。

2.通常,晶体的峰用Lorentz解析,非晶的用Gaussian解析比较合适。


四十八.我用的是GPIB-PCIIA数据采集卡,这是不是即插即用的卡?


据我所知,这个东西还不是完全的即插即用,操作系统是不能完全识别的,需要认为安装驱动程序才能使用。 


四十九.请问如何确定多壁碳纳米管拉曼光谱D'和G'lines和D+Gline的位置?


D缝的位置应该是在1360cm-1左右,可能会有正负10左右的偏差,G峰的位置应该是在1570cm-1左右,可能会有偏差的;D+G也就是两个数相加,大概是在2930cm-1左右! 


五十.怎样计算拉曼光谱图形中的应力值?


用SIT质数计算就可以了


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